Fuerzas interpartículas: Proceso de hidratación

Fuerzas interpartículas: Proceso de hidratación

MÓDULO 7
¿Qué aprenderé en el presente módulo?
El objetivo de este módulo es profundizar sobre las interacciones que ocurren
entre las moléculas de agua y los iones. Utilizando un simulador (Soluciones de
Azúcar y Sal) podrás visualizar las interacciones que ocurren cuando
preparamos una solución que contiene iones.
Comenzando...
Fuerzas interpartículas:
Comencemos repasando lo que ya has trabajado. En el módulo 4 -Puente de
hidrógeno - estuvimos analizando que las fuerzas interpartículas son las
interacciones entre las distintas partículas que forman a los materiales.
Trabajamos con un ejemplo, el puente de hidrógeno, un tipo de atracción entre
dipolos. En este módulo profundizaremos sobre la interacción entre los dipolos
(presentes en las moléculas de agua) y los iones (presentes en compuestos
iónicos como por ejemplo la sal de mesa - NaCl - cloruro de sodio).
Proceso de hidratación:
¿Qué ocurre cuando disolvemos sal de mesa en agua? La sal de mesa, cloruro
de sodio, es un compuesto iónico formado por cationes sodio (Na +) y aniones
cloruro (Cl-). Al entrar en contacto con el agua, formada por moléculas polares,
se separan dichos iones e interactúan con las moléculas de agua que los
rodean. En el caso del catión sodio con carga positiva, se ve atraído con el polo
negativo (átomo de oxígeno) de las moléculas de agua que lo rodean. Por el
contrario el anión cloruro con carga negativa, se atrae con los átomos de
hidrógeno, o sea el polo positivo de la molécula de agua. Esta interacción es
llamada ion-dipolo.
Si el agua es el solvente
encuentran hidratados.
utilizado,
decimos
que
Imagen obtenida con el simulador PHET.
los
iones
se
Observando más de cerca:
En la siguiente página podrás visualizar el proceso de hidratación de iones.
Actividad 1: Diseñando un experimento
¿Es el etanol (también llamado alcohol etílico) tan buen solvente como el
agua?
Diseña una actividad práctica que te permita contestar la pregunta de esta
actividad.
Guía:
1. ¿Cuál será tu objetivo?
2. ¿Qué materiales y sustancias vas a necesitar?
3. ¿Qué precauciones deberás tomar al realizar la actividad?
4. ¿Qué pasos seguirás?
5. ¿Qué variables intervendrán en tu actividad? ¿Cuáles
controlarás? ¿Cómo las controlarás?
6. ¿Qué datos podrás obtener?
Con la supervisión de un adulto realiza la actividad.
¿A qué conclusiones has llegado?
¿Cómo puedes explicar tus conclusiones?
Graba un vídeo sobre la actividad diseñada.
Cuestionario: Repasando las interacciones ion-dipolo
1. La interacción entre las partículas de un compuesto iónico y las moléculas de
agua se denomina
Respuesta:
2. La interacción ion-dipolo es una fuerza intrapartícula. Seleccione una:
Verdadero
Falso
3. Según la distribución de cargas ¿cómo podemos clasificar a las moléculas
de agua?
Respuesta:
4. En el proceso de hidratación del NaCl (cloruro de sodio) intervienen:
Seleccione una o más de una:
a. moléculas de agua
b. iones de agua
c. anión cloruro Cld. catión sodio Na+
e. catión cloruro Clf. anión sodio Na+
5. Cuando el solvente utilizado es el agua, podemos afirmar que los iones
disueltos se encuentran hidratados. Seleccione una:
Verdadero
Falso
6. En el proceso de disolución de un compuesto iónico en agua, los cationes se
atraen con:
Seleccione una:
a. el polo positivo de la molécula de agua (el oxígeno)
b. el polo positivo de la molécula de agua (los hidrógenos)
c. el polo negativo de la molécula de agua (los hidrógenos)
d. el polo negativo de la molécula de agua (el oxígeno)
Actividad 2: Disolviendo sal
Para empezar, puedes descargar el simulador.
Luego de descargar el simulador, ábrelo para comenzar a trabajar.
Observarás que tiene 3 pestañas en la esquina superior izquierda (macro,
micro y agua).
Comencemos con la primera pestaña.
1- Macro:
Elige como soluto la sal. Agita el salero y verás cómo cae sobre el agua
disolviéndose.
Luego realiza la prueba de la conductividad eléctrica, toma el dispositivo
(lámpara, batería y electrodos) y sumérgelo en la solución. Anota lo ocurrido.
Repite el proceso utilizando como soluto el azúcar.
Analizando las observaciones:
¿A qué crees que se deba la diferencia en la conductividad eléctrica de ambas
soluciones?
Sabiendo que la conducción de corriente eléctrica ocurre cuando hay cargas
eléctricas presentes y en movimiento, ¿qué puedes concluir sobre la diferencia
observada?
2- Micro:
Elige como soluto el cloruro de sodio y luego el cloruro de calcio.
¿Qué diferencias observas en la concentración de iones según el soluto que
elijas?
3- Agua:
Simula que colocas los iones de la sal en el agua. En “mostrar” marca la opción
“carga parcial del agua”. Observa lo que ocurre.
¿Cómo se orientan las moléculas de agua que rodean a cada ion? ¿Cómo lo
explicas?
Sugerencias didácticas
1- Modelizando la hidratación de iones
Opción 1: Antes de utilizar el simulador se puede realizar la siguiente actividad
para introducir la modelización de la interacción entre las moléculas de agua y
los iones pertenecientes al cloruro de sodio.
Opción 2: Luego de haber trabajado con el simulador se puede aplicar la
actividad para repasar lo estudiado.
Consigna: A partir de los siguientes naipes, representa la interacción de los
iones sodio (Na+ - catión) y cloruro (Cl- - anión) con las moléculas de agua.
(Pista: recuerda que la molécula de agua es un dipolo).
2- Actividad práctica: ¿Todas las sustancias iónicas se disuelven en
agua?
Diseñar, junto a los estudiantes, una actividad utilizando dos compuestos
iónicos, como pueden ser carbonato de calcio y carbonato de sodio, y
comparar su interacción con el agua. Hacer énfasis en las variables (por
ejemplo la cantidad de soluto, el volumen del solvente, la temperatura, entre
otras) que se deben controlar para realizar la actividad obteniendo datos
comparativos.